Номер 2-31, страница 28 - гдз по химии 8 класс задачник Кузнецова, Левкин

2-31. Вычислите массу оксида алюминия, который образуется при сгорании 135 г порошкообразного алюминия. Рассчитайте массу кислорода, который потребуется для этого.

Дано:

$m(Al) = 135$ г

Найти:

$m(Al_2O_3)$ — ?

$m(O_2)$ — ?

Решение:

Для удобства расчетов будем вести вычисления в граммах и молях, так как молярные массы в химии традиционно выражаются в г/моль.

1. Запишем уравнение реакции горения алюминия. Алюминий ($Al$) реагирует с кислородом ($O_2$) с образованием оксида алюминия ($Al_2O_3$). Сбалансируем химическое уравнение:

$4Al + 3O_2 \rightarrow 2Al_2O_3$

2. Рассчитаем молярные массы веществ, участвующих в реакции, используя периодическую таблицу химических элементов.

Молярная масса алюминия ($Al$): $M(Al) \approx 27$ г/моль.

Молярная масса кислорода ($O_2$): $M(O_2) = 2 \times 16 = 32$ г/моль.

Молярная масса оксида алюминия ($Al_2O_3$): $M(Al_2O_3) = 2 \times 27 + 3 \times 16 = 54 + 48 = 102$ г/моль.

3. Найдем количество вещества (число молей) алюминия, вступившего в реакцию, по формуле $n = m/M$:

$n(Al) = \frac{m(Al)}{M(Al)} = \frac{135 \text{ г}}{27 \text{ г/моль}} = 5$ моль.

4. Используя уравнение реакции, определим количество вещества оксида алюминия ($Al_2O_3$) и кислорода ($O_2$). Из уравнения реакции видно, что соотношение молей реагентов и продуктов составляет: $n(Al) : n(O_2) : n(Al_2O_3) = 4 : 3 : 2$.

Вычислите массу оксида алюминия, который образуется при сгорании 135 г порошкообразного алюминия.

Найдем количество вещества оксида алюминия, исходя из стехиометрического соотношения:

$n(Al_2O_3) = \frac{2}{4} \times n(Al) = \frac{1}{2} \times 5 \text{ моль} = 2.5$ моль.

Теперь вычислим массу образовавшегося оксида алюминия по формуле $m = n \times M$:

$m(Al_2O_3) = n(Al_2O_3) \times M(Al_2O_3) = 2.5 \text{ моль} \times 102 \text{ г/моль} = 255$ г.

Ответ: масса оксида алюминия, который образуется, составляет 255 г.

Рассчитайте массу кислорода, который потребуется для этого.

Найдем количество вещества кислорода, необходимого для реакции, исходя из стехиометрического соотношения:

$n(O_2) = \frac{3}{4} \times n(Al) = \frac{3}{4} \times 5 \text{ моль} = 3.75$ моль.

Теперь вычислим массу кислорода:

$m(O_2) = n(O_2) \times M(O_2) = 3.75 \text{ моль} \times 32 \text{ г/моль} = 120$ г.

Для проверки можно использовать закон сохранения массы: масса реагентов должна быть равна массе продуктов. $m(Al) + m(O_2) = 135 \text{ г} + 120 \text{ г} = 255$ г. Масса продукта $m(Al_2O_3) = 255$ г. Расчеты верны.

Ответ: масса кислорода, который потребуется, составляет 120 г.